Разработка методики и программы автоматизации проектирования вантовых мостов со сталежелезобетонными балками жесткости Ле Ван Мань

Содержание к диссертации

Введение 6

Глава 1 Состояние применения и проектирования вантовых мостов, цель и задачи исследования

1. Обзор применения и развития сталежелезобетонных вантовых мостов.... 10

, I

Глава 2. Разработка замысла и блок-схемы программы автоматизированного проектирования двухпилонных

сталежелезобетонных вантовых автодорожных мостов.

1. Разработка обобщенной конструктивной формы сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов 43

2. Разработка системы исходных данных к программе автоматизированного проектирования 48

3. Определение перечня всех параметров и размеров сооружения, которые подлежат определению и которые необходимы для выполнения^ чертежа проектируемого сооружения 50

4. Независимые параметры объекта проектирования 50

5. Зависимые параметры объекта проектирования 50

2.3.2.1.Размеры поперечного сечения всех элементов балки жесткости 50

Стоимость варианта двухпилонного вантового моста 52

Определение перечня данных о результатах проектировании и способа их выдачи компьютером 52

Формулировка задачи автоматизированного проектирования двухпилонного вантового моста 57

Разработка блок-схемы программы АПВМ 57

Глава 3. Разработка метода расчета сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов применительно к программе их автоматизированного проектирования

1. Формирование матрицы жесткости конструкции вантового моста в целом 73

2. Приведение заданных постоянной и временной нагрузок к узлам объединений конечных элементов 76

   Регулирование усилий в вантах из условия обеспечения горизонтального

   положения балки жесткости при воздействии её собственного веса 84

   2. Расчет прочности сталежелезобетонной балки на воздействие отрицательных изгибающих моментов 89

   3. Проверка местной устойчивости стенки, подкрепленной вертикальными ребрами жесткости 92

   3.11. Особенности реализации алгоритма, по подбору сечений элементов вантового моста 94

   4. Определение размеров элементов балки жесткости, начальных размеров вант, оттяжки и пилонов 95

      Особенности определения размеров поперечных сечений пилонов и вант 97

   Глава 4. Отладка и освоение программы автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых автодорожных мостов

   5. Оценка правильности результатов- расчета прогибов балки жесткости, изгибающих моментов в ней и усилий в вантах при разных схемах загружения временной нагрузкой 102

      Тестирование расчетного модуля разработанной программы

      автоматизированного проектирования двухпилонных вантовых мостов: 106

      Глава 5. Оптимизация параметров сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов,.разработка рекомендаций по получению рациональных их конструктивных решений с помощью созданной программы автоматизированного проектирования.

      1. Исследование зависимости стоимости и массы двухпилонного Байтового моста от количества узловых точек и высоты НО балки жесткости при различных длинах балки жесткости 113

      2. Исследование влияния соотношение тик (соотношение количеств вант в крайнем пролете и среднем пролете) при фиксированном количестве узловых- точек на стоимость и массу двухпилонного вантового моста ; 128

      3. Исследование влияния заданного значения угла наклона- наиболее удаленной ванты 1305.4. Исследование влияния-на массу пилонов расстояния между поперечными ребрами на стенках пилона 134

      5. Исследование влияния- полной длины балки жесткости двухпилонного вантового моста на массу пролетного строения и ее стоимость 137

      Литература 144

      Введение к работе

      Актуальность работы. В настоящее время в мировом мостостроении наметилась тенденция к дальнейшему увеличению пролетов мостовых сооружений всех их конструктивных форм. Лидирующее сооружение в этом процессе висячие и вантовые мосты.

      Научно-технический прогресс второй половины XX века проявился во всех областях науки и техники, в том числе и в области проектирования сооружений. Наличие в научно-исследовательских и проектных институтах быстродействующих ПК, оснащенных дисплеями, графопостроителями и другой современной периферийной техникой, открыло широкие возможности для применения современных методов расчета и оптимизации проектируемых сооружений.

      Вантовые мосты - дорогостоящие сооружения. На этапе их вариантного проектирования весьма важно выбрать из их возможных решений тот вариант, который удовлетворяет принятому критерию оптимальности. Эта задача может быть с успехом поручена персональному компьютеру, если в основу алгоритма действий персональному компьютеру заложить логику действий инженера-проектировщика.

      Диссертация является частью цикла актуальных научно- исследовательских работ, выполняемых на кафедре мостов и транспортных тоннелей МАДИ, посвященных автоматизации проектирования и оптимизации мостовых конструкций.

      Цель работы. Разработка методики и программы автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых автодорожных мостов, основанных на реализации с применением персональных компьютеров инженерного метода последовательных приближений к искомому решению, с целью повышения производительности труда проектировщиков, качества проектной документации и сокращения срока проектирования.

      Задачи работы:

      7. Разработка особенностей математической модели, расчетного модуля и программы автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов, включающих все расчетные и конструктивные к ним требования действующих норм проектирования (СНиП 2.05.03-84*).

      8. Разработать алгоритм программы автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых автодорожных мостов с использованием расчетного модуля на основе МКЭ с учетом основных требований СНиП 2.05.03-84*.

      9. На основании результатов по п.1 и 2 разработать программу автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых автодорожных мостов, которая может быть использована в практике вариантного проектирования.

      10. С помощью разработанной программы автоматизации проектирования выполнить исследование влияния основных параметров двухпилонных сталежелезобетонных вантовых мостов на стоимость и массу используемых в них материалов.

      Объект исследования. Сталежелезобетонные двухпилонные вантовые автодорожные мосты.

      Методика исследования. Расчетно-теоретическая, основанная на использовании требований действующих нормативных документов на проектирование мостовых сооружений.

      Научная новизна работы заключается в следующем.

      1. Разработан расчетный модуль применительно к программе автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов с учетом особенностей их математической модели, всех основных требований действующих норм проектирования (СНиП 2.05.03-84*) а также конструктивных особенностей сталежелезобетонных пролетных строений.

      1. Разработаны блок-схема и алгоритм программы автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов с использованием расчетного модуля на основе МКЭ с учетом основных требований СНиП 2.05.03-84*.

      2. Разработана и тестирована программа автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов с использованием языка программирования Visual Basic и созданного алгоритма программы.

      3. С помощью разработанной программы автоматизации проектирования выполнено исследование влияния независимых параметров сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов на их массу и стоимость используемых в них материалов.

      4. Разработаны рекомендации по использованию созданной программы для выбора практически оптимального решения двухпилонных вантовых мостов на стадии их вариантного проектирования.

      Практическая ценность заключается в том, что: Созданная автором программа автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых автодорожных мостов позволяет определять их оптимальные параметры с оптимизацией их проектного решения по минимуму суммарной стоимости и массы использованных материалов, повысить качество проектной документации и сократить срок проектирования. Эффективность работы определяется возможностью резкого повышения производительности труда проектировщиков на этапе вариантного проектирования за счет использования современной вычислительной техники в режиме тесного общения инженера - проектировщика с персональным компьютером;

      Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

      Г. Модуль расчета сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов на основе метода конечных элементов применительно к программе автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых автодорожных мостов с учетом их конструктивных особенностей;

      1. Алгоритм программы автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых автодорожных мостов с использованием расчетного модуля на основе МКЭ с учетом основных требований СНиП 2.05.03-84*.

      2. Программа автоматизированного проектирования сталежелезобетонных двухпилонных вантовых автодорожных мостов с реализацией расчетной ее части на основе МКЭ с использованием языка, ЛЯвиа^ВавГс'б.О;

      3. Результаты исследования влияния основных параметров сталежелезобетонных двухпилонных вантовых мостов на стоимость и массу используемых в них материалов:

      4. Рекомендации по использованию' разработанной программы для; выбора практически оптимального решения двухпилонных вантовых мостов? на стадии их вариантного проектирования.

      Апробация работы/ и публикации. Основные результаты работы опубликованы в 3 статьях, доложены и одобрены на ежегодных научно- технических конференциях (2010) Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета.

      Объем и структура работы. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста и включает в^ себя введение, пять глав, заключение, 106 рисунка; список литературы из 129 источников.

      Похожие диссертации на Разработка методики и программы автоматизации проектирования вантовых мостов со сталежелезобетонными балками жесткости

      

      Разработка методики и программы автоматизации проектирования висячих мостов с металлическими балками жесткостиЧан Тхай Минь

      Проектирование автодорожных вантовых мостов с железобетонными балками жесткости при заданных технико-экономических показателяхАль-Якуб Муса

      Численные методы расчета вантовых мостов с железобетонной балкой жесткостиЛю Мин Юи

      Разработка методики и программы машинного проектирования ортотропных плит проезжей части автодорожных мостовДжха, Виджай Кумар

      

      Автоматизация проектирования и оптимизация сталежелезобетонных пролетных строений автодорожных мостовНгуен Нам Ха

      Разработка методики ускоренного определения деформативных характеристик дорожных конструкций по очертанию чаши прогибаТитаренко, Александр Михайлович

      Разработка методики определения целесообразности строительства обходных автомобильных дорогДомбровский, Александр Николаевич

      Разработка методики расчета гибких мостовых опорМоханнад Мурси

      Анализ и формализация проектных решений по строительству тоннелей с разработкой математической модели для автоматизации процесса проектированияБикинеев, Минимукадас Гарифович

      Системное проектирование мостов на основе взаимосвязи проектных решений конструкции, организации и технологии ее возведенияВладимирский, Сергей Ростиславович